[发明专利]一种用于燃料的泵送系统和泵送方法

说明书

一种用于燃料的泵送系统和泵送方法包括：多个线性泵(22)，每个线性泵包括一上部动力端(30)和一下部流体端(32)，所述动力端具有线性致动的驱动系统，所述线性致动的驱动系统终止于驱动轴(120)并且可由电子控制器独立控制；所述流体端具有连接到所述驱动轴的活塞(94)，以在气缸内线性地往复运动；所述活塞具有一头部(92)，所述头部具有多个活塞环(98)；一入口通道(80)，从一入口罐(52)通向每个气缸的下端并与所述活塞的头部正下方的顶部空间形成阀门连通，其中所述活塞的向上运动在所述顶部空间中产生负压梯度，该负压梯度足以允许高压燃料进入所述顶部空间，并且所述活塞的向下运动将高压燃料通过下部流动通道排出并进入所有气缸共用的出口；一密封壳体(24,26)，其设置在线性泵周围，以容纳高压低温燃料的任何溢出物。所述系统的操作包括单独的线性泵(22)的协调致动，以产生无脉冲输出压力分布。

技术领域

本公开涉及一种特别用于船舶服务高压气体泵，更具体地，涉及一种模块化线性驱动的高压泵，用于船舶、工业气体和替代能源燃料系统等高压燃料系统的应用，例如船用液化天然气(LNG)泵。

背景技术

全球能源需求逐年上升，现存石油储备逐渐枯竭，寻找替代能源的工作也扩展到了海洋深处，需要大量的投资成本。能源政治策略的普遍变化使核能和煤炭发电失去了普及，而来自美国和中东的天然气正在成为一种可行的替代品。政局的不稳定也促使各国开发独立于管道供应的能源政策。在这种情况下，推进使用LNG而不是柴油或燃油的大型货船是一个明显的解决方案。现代化LNG油轮需要高度可靠的推进系统，因为发动机可用性是至关重要的。

一种典型的LNG船舶推进系统包括一LNG油轮、燃油供应系统和压力下接收LNG的推进发动机。LNG储存于低温(低于-150℃、-238°F或123K)高压下，典型地约在250psi和-260°F下。当前可获得的用于高压低温LNG的燃料供应系统易受各种机械源的影响而泄漏或故障。

这种泄漏会缩短LNG泵送设备的使用寿命并增加维修工作量。同样地，用于液氮(LN2)、液氩(LAR)和液氢(LH2)等其他工业气体的服务泵也有泄漏和伴随的维修问题。

此外，氢被视为一种未来的运输燃料。在从原油中生产运输燃料的过程中，氢的使用正在迅速增加，并且氢的使用在焦油砂源自石油的情况下是至关重要的。氢可以与CO2合并制成甲醇或二甲醚，其很有可能成为重要的运输燃料。核能可用于使氢电解，并且将来很有可能使用高温反应器来热化学氢。今天用于生产氢所需的能源可能超过生产电所需的能源。

因此，仍然需要一种用于LNG/LH2/LN2/LAR及其他用途的高压泵，其具有更长的寿命且更易维修。

发明内容

本发明的实施例旨在提供一种用于LNG/LH2/LN2/LAR及其他用途的高压泵，其简化和减少了当前系统的尺寸，并且寿命周期增加了200-500％，显著减少了运行成本且更易于维护。